Dra. Iliana del Carmen Barrera Martínez
Investigadora por México, comisionada a la Unidad de
Biotecnología Industrial del CIATEJ

Iliana del Carmen Barrera Martínez Palabras clave: cáncer, biodisponibilidad, enzimas, flavonoides Los flavonoides son compuestos naturales presentes en numerosas frutas y verduras (figura 1) con propiedades prometedoras para la salud, incluyendo actividad antioxidante, antinflamatoria antimicrobiano, antiviral, antiséptico, antidiabético, inmunoestimulante, antiparasitaria, hepatoprotector, entre otras (1).

El flavonoide más representativo y abundante en la naturaleza es la quercetina (3, 3′, 4′, 5, 7- pentahidroxiflavona) (figura 2)y se encuentra, mayoritariamente, glicosilada, es decir conjugada con azúcares como glucosa o rutinosa. Este compuesto se encuentra en frutas y verduras como cebollas, brócoli, alcaparras, tomate, manzanas, uvas, arándanos, frambuesas, cilantro y en productos como el vino (1).

La quercetina como buen flavonoide, reconocida por sus múltiples beneficios para la salud, entre los que encontramos que tiene importante actividad antioxidante, antimicrobiano y se ha comprobado su efectividad para tratar padecimientos como alergias, cáncer, cardiopatías, obesidad, artritis, hipertensión, obesidad, depresión, padecimientos neurodegenerativos y otras. Incluso recientemente se publicó un estudio donde la administración de quercetina vía oral acelero la recuperación de pacientes infectados con el virus SARS-CoV-2 (2).

Sin embargo, su eficacia terapéutica se ve limitada por su baja biodisponibilidad debido a la limitada absorción, pobre solubilidad en agua, inestabilidad en medio fisiológico y baja permeabilidad. Para mejorar estas características, se han propuesto diversas estrategías, por ejemplo, encapsulamiento con liposomas, acarreamiento con nanopartículas, etc. Otra estrategia, es la modificación de la estructura química de la quercetina por distintos medios, uno de ellos es el uso de enzimas para lograr estas modificaciones. Se ha reportado que las modificaciones enzimáticas mejoran la estabilidad y solubilidad de los flavonoides haciéndolos más funcionales (3).

En el marco del proyecto “Modificación enzimática y/o quimienzimática de la quercetina recuperada de vinazas de tequila y bagazo de agave residual para elevar su biodisponibildiad como potencial fármaco contra enfermedades de mayor incidencia en México” (CF 2095609), financiado por CONAHCYT, hemos empleado enzimas, incluyendo la lacasa, producida por Trametes sanguineus, un hongo capaz de degradar compuestos como la lignina y oxidar compuestos fenólicos como la quercetina.

Mediante técnicas como resonancia magnética nuclear y espectroscopia infrarroja se ha elucidado las estructuras modificadas de la quercetina usando lacasa, logrando oxidar parcial. Para verificar si la biodisponibilidad de las nuevas moléculas se vio de alguna manera afectada, se han hecho ensayos en líneas celulares de cáncer considerando los más comunes en la población mexicana: seno, colorrectal, cervicouterino y leucemia.

Las pruebas realizadas en líneas de cáncer han demostrado que la quercetina modificada con lacasa presenta un efecto positivo, particularmente sobre la línea de células de cáncer cervicouterino. Sin embargo, es necesario hacer más estudios para corroborar este efecto. Por otro lado, se han generado otras moléculas de quercetina modificada usando lacasa y ácido cafeico, actualmente se están probando en las líneas celulares de cáncer ya mencionadas.

Se continúan explorando nuevas moléculas derivadas de la quercetina mediante otras enzimas, como la lipasa. Se experimenta con extractos obtenidos de fuentes naturales como cebolla, bagazo de agave, y arándano, frambuesa y zarzamora y sus respectivos residuos (figura 4), con el objetivo de validar su efectividad terapéutica.

Desafíos futuros incluyen realizar pruebas en modelos murinos (ratas), usar otras enzimas para la modificación de la quercetina y avanzar en el uso de los extractos de fuentes naturales y/o residuos para fines terapéuticos. Esperamos encontrar una o más moléculas que muestren potencial para ser usadas como coadyuvantes en el tratamiento de padecimientos que más aquejan a los mexicanos.

Nota:

La Dra. Iliana del Carmen Barrera Martínez, investigadora por México comisionada la Unidad de Biotecnología Industrial del CIATEJ; la Dra. Karla Verónica Teyemennet Ramírez y el Dr. José Luis Vázquez Vázquez, quienes realizan una estancia posdoctoral en la misma Unidad, generaron estde manual para relizar un taller entre niñas y niños de educación primaria y secundaria para que conozcan más acerca de los flavonoides (¿Qué son? ¿Donde están? ¿Qué beneficios tienen?

Referencias:

1. Middleton E. (1998). Adv. Exper. Med. Biol. 439: 175–182

2. Abian, O. et a. (2020) Int. J. Biol. Macromol. 164:1693–1703

3. Chebil, L., et al. (2006). Process Biochemistry, 41: 2237-2251